[实用新型]水力压气式联合曝气机

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种水力空气曝气装置，特别涉及一种水力压气式联合曝气机，适用于深水、高浓度、负荷变幅大的污水处理行业，尤其适用于矿山污水处理、化工污水处理和丘陵地区的污水处理企业的节能技改。

背景技术

曝气设备主要可分为气泡曝气、气泡机械曝气、机械曝气等。气泡曝气是将空压机和鼓风机产生的空气输入至污水中，空气在水中各种因素和辅助设备的作用下形成尺寸大小不同的气泡，气泡在孔口处形成，在液面破裂，促使液体形成环流。气泡越小越利于提高氧传递速率，因此，通常配套有扩散管、板等多孔性设备，或水力剪切和水力冲击等非多孔性设备。气泡机械曝气是采用叶轮将通入水中的气泡分割，并使得小气泡在曝气池内循环混合，从而得到较高的氧吸收率。一般设置环喷气器，用空气压缩机送入空气，并用叶轮将空气切割粉碎，但氧吸收率和动力消耗等指标最终还要取决于曝气池的形状、叶轮型式、空气量和不同的叶轮转速。机械曝气是利用曝气器的旋转产生水跃，把大量的水滴抛撒空中，和空气混合，再跌回水体，另一方面，机械曝气器旋转搅拌水体以保持活性污泥悬浮状态，使得富含溶解氧的水与活性污泥充分混合，维持微生物需要的足够氧气。

气泡曝气供氧能力大、使用灵活，可根据污水需氧量的变化大范围调节，但动力消耗过多，采用辅助多孔扩散器，产生气泡小、氧的吸收率及动力效果较高，但易于堵塞，经常维修成本较大，而采用辅助非多性扩散器，虽堵塞状况减轻，但氧吸收率和动力效率低；气泡机械曝气适合处理高浓度废水，完全混合条件好，但动力效果不高，经常费用大，机械曝气设备比较简单，维修不困难，但对需氧率变化的调节较小，不利于负荷变幅较大的污水处理。

水轮泵已成功应用于我国水利建设40余年，实用新型专利“水力曝气装置”(专利号：ZL200720088012.X，申请人：宋永宏、王志勤)将水轮泵作为曝气装置的驱动机构，利用污水的富余能量推动转轮作功，使得泵水装置泵水时产生负压，吸进空气，最后形成气水混合物排出，实现曝气。“水力曝气装置”有三种形式：水力离心式、水力射流式、涡流泵式，分别适用于潜水曝气和气浮等污水处理工艺，具有投资小，安装方便等优点，但由于这三种曝气方式，均是利用泵旋转水运动产生负压吸气，效率较低，又因泵水装置受深度影响较大，曝气实际深度有限，难以在高浓度废水、负荷变幅大的污水和深水曝气中广泛应用。

空气压缩机和鼓风机在我国的技术应用非常成熟和广泛。空气压缩机通常分为速度式和容积式，容积式可分为回转式和往复式，回转式又可分为滑片式、转子式、螺杆式等，而往复式则可分为活塞式、隔膜式等；按照表压力区分又可分为低压(≤1MPa)、中压(1MPa～10MPa)、高压(≥10MPa)。常规污水处理一般使用无油润滑低压空气压缩机或鼓风机，而常用的鼓风机一般采用离心鼓风机和罗茨鼓风机，常见工作表压力在0.03MPa和0.5Mpa之间。

利用水轮泵旋转推动表曝机做功，同时将空气抽吸、加压输进至污水中，完成曝气，是充分利用水力并转变为机械力和空气的压力，促使了能量高效的转变，同时紧密地结合了污水处理中的高效气泡曝气方式，实现双重联合曝气。经查询，除了专利号：ZL200720088012.X，名称：水力曝气装置，申请人：宋永宏、王志勤，目前尚无此类专利，“水力曝气装置”存在需要改进的地方：1)是通过泵水方式旋转液体，产生负压，吸进空气混合，实现气液传输，完成曝气；因水体密度较空气大，用泵旋转水体吸进气体消耗的能量较单纯抽吸空气大，存在效率不高的问题；2)以泵水产生负压吸气的原理工作，而负压吸气受制于泵的排水能力，泵排除气水混合物的能力随水深降低，加之效率不高，作为深水曝气设备有一定困难，在曝气深度上实际存在限制，若采用串联和其它措施，却增加了管道和设备的复杂程度，增加了投资成本；3)采用气液混合体最终完成曝气的方式，产品曝气方式和性能单一，难以胜任高浓度废水处理和污水负荷变幅大的污水处理。

发明内容

本实用新型的目的是在于提供了一种水力压气式联合曝气机，它以污水水力作为能量来源，以水轮泵中的水力转轮作为驱动装置，通过传动机构带动压缩机产生压缩空气，通过轴承中间传动中空轴的中空气道，将气体传送至曝气环，实现气泡曝气，同时通过传动中空轴带动表面曝气叶轮曝气，实现双重曝气，它解决了水力潜水射流式等曝气装置曝气效率不高的问题；因采用了两种曝气方式，可较强的适应污水负荷的变化；由于采用了压缩机输出压缩空气，将泵类吸气的负压工作流程改变为压缩机产生压缩空气的工作流程，为深水曝气创造了条件。